基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理綜合評(píng)價(jià)的應(yīng)用

孫 博

(遼寧省水利水電科學(xué)研究院,沈陽(yáng) 110003)

文章編號(hào)：1006—2610(2015)04—0011—03

基于DEA-AHP模糊模型在渭河治理綜合評(píng)價(jià)的應(yīng)用

孫 博

(遼寧省水利水電科學(xué)研究院,沈陽(yáng) 110003)

為了客觀實(shí)際地了解渭河治理已實(shí)施的效果，構(gòu)建了包括防洪減淤工程，水資源配置工程、水土保持工程的渭河流域綜合治理效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用數(shù)據(jù)包絡(luò)法(DEA)和層次分析法(AHP)相結(jié)合確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，避免主觀性，使得權(quán)重確定更加合理可靠，從而建立DEA-AHP模糊綜合評(píng)判模型。該模型應(yīng)用于渭河治理綜合評(píng)價(jià)之中，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r相接近，取得了很好的效果。

DEA-AHP；模糊模型；綜合評(píng)價(jià)；渭河

渭河是黃河的第一大支流，在黃河治理開發(fā)中占有重要地位。同時(shí)，作為西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)保障的重要資源，不僅在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)西部大開發(fā)具有重要的戰(zhàn)略意義，渭河流域的長(zhǎng)期健康穩(wěn)定發(fā)展與西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)[1]。但是，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市化不斷擴(kuò)張，氣候問(wèn)題及環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，渭河流域出現(xiàn)了水資源短缺、供需矛盾日益突出、水環(huán)境惡化、水土流失加劇等現(xiàn)象。尤其是渭河下游，河道淤積及水資源匱乏已經(jīng)嚴(yán)重影響了整個(gè)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展。

渭河流域綜合治理規(guī)劃實(shí)施5 a以來(lái)，在水資源配置、防洪減淤、水土保持等方面開展了工程與非工程相結(jié)合的措施，對(duì)于渭河流域的可持續(xù)發(fā)展起到了積極作用[2]。為客觀實(shí)際地了解已實(shí)施項(xiàng)目的治理效果，本文基于渭河流域治理現(xiàn)狀，采用DEA-AHP模糊評(píng)價(jià)模型對(duì)渭河流域進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，為渭河流域規(guī)劃的實(shí)施指明方向，確保渭河流域長(zhǎng)期健康穩(wěn)定的、可持續(xù)的發(fā)展。

1 指標(biāo)體系的建立

結(jié)合渭河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃要求及工程進(jìn)展實(shí)際狀況，渭河流域治理結(jié)果必須體現(xiàn)防洪工程的成效，水資源配置的合理性和有效性，水土保持工程的生態(tài)環(huán)境效益，最終實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)繁榮、實(shí)現(xiàn)渭河流域全面、可持續(xù)發(fā)展。因此，在對(duì)渭河流域全面調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，以實(shí)際水資源配置工程、防洪減淤工程及水土保持工程進(jìn)展?fàn)顩r為主要指標(biāo)，加入社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等相關(guān)指標(biāo)，共27項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)體系詳見(jiàn)表1。

表1 渭河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系表

2 DEA-AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型

針對(duì)DEA評(píng)價(jià)過(guò)程中無(wú)法對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一排序的問(wèn)題[3]，本研究將傳統(tǒng)的AHP方法與DEA方法相結(jié)合，運(yùn)用AHP方法構(gòu)造判斷矩陣，通過(guò)DEA模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算，確定有效的決策單元，得到判斷矩陣，確定權(quán)重。

2.1 AHP方法確定判斷矩陣

設(shè)準(zhǔn)則層共擁有n個(gè)評(píng)價(jià)因素c1,c2, …,cn標(biāo)識(shí)對(duì)目標(biāo)層的影響，每次在其中取2個(gè)因素ci和cj,用aij表示ci和cj的相互影響之比，根據(jù)此方法得到評(píng)價(jià)結(jié)果。即可以構(gòu)成比較判斷矩A=(aij)m×n[4]。它滿應(yīng)足：aij=1/aij(i≠j),aii=1(i,j=1,2,…,n)，稱A為正互反矩陣，在此過(guò)程中，確定最優(yōu)決策單元，每個(gè)決策單元輸入值中的最大值為最優(yōu)決策單元的最大值，其輸出值為1。即：

2.2 DEA模型確定矩陣權(quán)重

上述矩陣中，每一行作為一個(gè)決策單元(DMU)，輸入數(shù)據(jù)為1，將判斷矩陣中的每一列作為輸出，最終將權(quán)重問(wèn)題轉(zhuǎn)化為n個(gè)輸出指標(biāo)評(píng)價(jià)決策單元有效性DEA模型。輸入為1的 DEA模型如下[5]：

3 渭河治理綜合評(píng)價(jià)

3.1 權(quán)重的確定

根據(jù)渭河流域綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立判斷矩陣，并將其轉(zhuǎn)化為具有DEA求解特征的輸入輸出指標(biāo)矩陣。采用MAXDEA計(jì)算軟件，計(jì)算防洪減於工程、水資源配置工程、水土保持工程績(jī)效值，并歸一化處理后分別得到指標(biāo)權(quán)重ω1=(0.6,0.4)，ω2=(0.62,0.38)，ω3=(0.74,0.26)。渭河流域總體評(píng)價(jià)目標(biāo)指標(biāo)權(quán)重ω總=(0.44，0.22，0.34)。

3.2 指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算

按照單因素評(píng)價(jià)算子模型及模糊評(píng)價(jià)模型，分別計(jì)算防洪減淤工程、水資源配置工程、水土保持工程、以及渭河治理總體工程模糊評(píng)價(jià)矩陣S1、S2、S3、S總：

=(0.13 0.34 0.36 0.20 0)

=(0.33 0.17 0.32 0.13 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

=(0.35 0.24 0.25 0.17 0)

將評(píng)判等級(jí){差(Ⅰ)、較差(Ⅱ)、中等(Ⅲ)、較好(Ⅳ)、好(Ⅴ)}5個(gè)等級(jí)分別賦值{1、2、3、4、5}，根據(jù)綜合加權(quán)模型計(jì)算得：

=(2.69 2.15 2.26 2.47)

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，渭河流域治理總體評(píng)價(jià)P總=2.47，治理狀況屬于Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)之間，表明其防洪減淤工程、水資源配置工程、水土保持工程進(jìn)展較緩慢，在后期工程中，還應(yīng)該繼續(xù)追加投資，加快工程進(jìn)展速度，保證渭河流域治理工程順利實(shí)施。其中，防洪減淤工程總體評(píng)價(jià)P1=2.69，屬于Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)之間，接近Ⅲ級(jí)；水資源配置工程總體評(píng)價(jià)P2=2.15，屬于Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)之間，接近Ⅱ級(jí)；水土保持工程總體評(píng)價(jià)P3=2.26。

4 結(jié) 語(yǔ)

渭河流域綜合治理評(píng)價(jià)主要是對(duì)渭河流域的治理工程進(jìn)展?fàn)顩r與實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以防洪減於工程、水資源配置工程、水土保持工程的現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，從宏觀上了解渭河流域各項(xiàng)工程進(jìn)展與實(shí)施效果。結(jié)合評(píng)價(jià)的相關(guān)理論知識(shí)，采用DEA-AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)渭河流域治理工程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際情況相接近，表明DEA-AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型在渭河流域治理工程綜合評(píng)價(jià)中具有較好的適用性。

[1] 裴勇,沈平偉.渭河水資源開發(fā)利用存在的問(wèn)題及管理對(duì)策[J].人民黃河,2006,28(6):77-79.

[2] 李景宜.陜西渭河流域主要環(huán)境問(wèn)題及其治理[J].干旱區(qū)研究,2011,28(6):967-973.

[3] 余躍,林道榮.以數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法進(jìn)行判斷矩陣排序的AHP方法及其算例 [J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007, 6 (1): 15-19.

[4] 許春花,鄭昭佩,惠素敏,等.基于DEA的山東省水資源利用相對(duì)效率研究[J].魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 31(3): 260-264.

[5] 馬占新.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型與方法[M].北京:科學(xué)出版社,2010.

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Application of DEA-AHP Based Fuzzy Model in General Assessment of Wei River Treatment

SUN Bo

(Research Institute of Water Resources and Hydropower, Liaoning Province, Shenyang 110003,China)

The assessment indicators system for the general treatment effects of the Wei River, including flood control and sediment reduction works, water resources configuration works and soil & water conservation works, is established. Combination of both DEA and AHP is applied for determination of the assessment indicators weight, avoiding subjectivity, so as to have the weight determination be more reasonable and reliable. Therefore, the fuzzy model based on DEA-AHP for the general assessment is built. This model is applied in the general assessment of the Wei River treatment. The calculation results are closely in compliance with the actual development conditions and the good assessment effect is achieved.Key words: DEA-AHP; fuzzy model; general assessment; Wei River

2015-04-08

孫博(1983- )，男，河北省唐山市人，工程師，主要從事水文水資源研究工作.

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.04.003